MYCOBACTERIUM: KENMERKEN, MORFOLOGIE EN PATHOGENESE - BIOLOGIE - 2025

Mycobacterium is een bacteriegeslacht dat zich onder meer kenmerkt doordat ze staafvormig zijn en niet voldoende kleuring door de Gramkleuringmethode. Het vormt een grote groep bacteriën, vrij heterogeen, die in veel gevallen ziekteverwekkers zijn voor mensen.

Mycobacteriën hebben bepaalde kenmerken waardoor ze interessant zijn voor alle specialisten op het gebied van microbiologie. Er zijn echter soorten waarvan veel aspecten nog onbekend zijn, inclusief de specifieke omstandigheden die nodig zijn om pathologieën te genereren. Hierdoor zijn er veel onderzoeken gedaan om dit te verhelderen.

Mycobacterium tuberculosis-bacteriële cellen. Bron: door NIAID (Mycobacterium tuberculosis Bacteria), via Wikimedia Commons

Onder de ziekten die worden veroorzaakt door bacteriën van het geslacht Mycobacterium zijn er twee die al jaren duizenden doden zijn: tuberculose en lepra. De eerste wordt veroorzaakt door Mycobacterium tuberculosis en de tweede door Mycobacterium leprae. Vanwege hun pathogene potentieel zijn ze misschien wel de bekendste en meest bestudeerde mycobacteriën.

Integendeel, er zijn andere totaal onbekend. In het algemeen is er echter een opvatting van het geslacht Mycobacterium als een groep bacteriën met duidelijk gemarkeerde gemeenschappelijke en bijzondere kenmerken. Dit maakt ze tot een van de meest interessante organismen in het bacteriedomein.

Taxonomie

De taxonomische classificatie van het geslacht Mycobacterium is als volgt:

Domein: bacteriën

Phylum: Actinobacteria

Bestelling: Actinomycetales

Onderorde: Corynebacterineae

Familie: Mycobacteriaceae

Geslacht: Mycobacterium.

Morfologie

Bacteriën die tot het geslacht Mycobacterium behoren, hebben de vorm van een langwerpige staaf. De afmetingen zijn: 0,2 - 0,04 micron breed en 2 - 10 micron lang. Sommige soorten hebben afgeronde randen, andere hebben rechte randen.

Ze hebben allemaal een vrij complexe celwand. Deze complexiteit onderscheidt het van de rest van de prokaryote organismen. Een van de meest opvallende kenmerken is de overvloed aan lipiden die bekend staan ​​als mycolzuren.

Evenzo bevatten ze in de celwand een peptidoglycaan genaamd lipoarabinomannan, dat via fosfodiëster-achtige bindingen is gekoppeld aan een polysaccharide genaamd arabinogalactan.

De complexiteit van de celwand van bacteriën die tot het geslacht Mycobacterium behoren, ligt in de bindingen die tot stand worden gebracht tussen de lipoarabinomannan-moleculen, arabinogalactaan en mycolzuren.

Bacteriële cellen van dit geslacht hebben over het algemeen geen cilia of flagella.

Het genoom van mycobacteriën is beperkt tot een enkel circulair chromosoom dat bestaat uit een reeks nucleotiden, waarbij cytosine en guanine 65% van het totaal vertegenwoordigen.

Het aantal genen hangt af van de soort waar je het over hebt. Mycobacterium tuberculosis heeft bijvoorbeeld een van de langste genomen die tot nu toe bekend zijn.

Algemene karakteristieken

Het groeit langzaam

De meeste soorten waaruit dit geslacht bestaat, groeien langzaam. Dit betekent dat ze meer dan 7 dagen nodig hebben om waarneembare kolonies in de culturen te genereren.

De enige uitzonderingen zijn Mycobacterium smeagmatis en Mycobacterium fortuitum, die een snel groeipatroon hebben laten zien.

Ze zijn aëroob

De bacteriën waaruit dit geslacht bestaat, worden gekenmerkt doordat ze aëroob zijn. Dit betekent dat ze per se een omgeving nodig hebben met een brede beschikbaarheid van zuurstof om zich goed te kunnen ontwikkelen en hun verschillende metabolische processen uit te voeren.

Ze zijn zuur - alcoholbestendig

Het geslacht Mycobacterium heeft een bijzonderheid, en dat is dat de soorten waaruit het bestaat bestand zijn tegen verkleuring door zuren of alcoholen.

Bij de verschillende kleuringsprocedures is een van de essentiële stappen ontkleuring met zure stoffen of alcoholen. In het geval van mycobacteriën kunnen ze op deze manier niet verkleuren. Dit komt voornamelijk door de mycolzuren die in de celwand aanwezig zijn en die zorgen voor een lage opname.

Ze zijn catalase-positief

Alle leden van het geslacht Mycobacterium synthetiseren het enzym catalase. Dit enzym werkt op waterstofperoxide (H ₂ O ₂ ) en breekt het af in zuurstof en water, met als gevolg dat er bellen vrijkomen.

Deze eigenschap is erg belangrijk, omdat het samen met andere tests de identificatie van bacteriën op experimenteel niveau mogelijk maakt.

Er zijn enkele soorten, zoals Mycobacterium tuberculosis, die een katalase produceren die thermostabiel wordt genoemd en die zijn functie blijft uitoefenen na ongeveer 20 minuten boven 68 ° C te zijn geweest.

Ze zijn in staat pigmenten te produceren

Mycobacteriën hebben het vermogen om pigmenten te produceren wanneer ze in aanwezigheid of afwezigheid van licht zijn.

Degenen waarbij licht de productie van pigmenten induceert, staan ​​bekend als Photochromic. Duidelijke voorbeelden van dit type bacteriën zijn Mycobacterium kansasii, Mycobacterium simiae en Mycobacterium marinum.

Integendeel, degenen die pigmenten produceren in afwezigheid van licht, worden scotochromogenen genoemd. Deze omvatten: Mycobacterium scrofulaceum, Mycobacterium szulgai en Mycobacterium flavescens.

Heeft het vermogen om nitraten te verminderen

Sommige van de lidbacteriën van het geslacht Mycobacterium synthetiseren een enzym dat bekend staat als nitratoreductase, dat de chemische reactie katalyseert waarin nitraten worden gereduceerd tot nitrieten:

GEEN ₃ ^- + 2 ë -------- GEEN ₂ + H ₂ O

De mycobacteriën die dit enzym synthetiseren zijn onder andere Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium kansasii, Mycobacterium fortuitum, Mycobacterium chelonae.

Gekleurd door de Ziehl Neelsen-techniek

Vanwege de samenstelling van hun celwand kunnen mycobacteriën niet worden gekleurd door het Gram-kleuringsproces.

Ze kunnen echter worden verwerkt via andere procedures, zoals Ziehl Neelsen. Hierbij wordt de kleuring onderworpen aan een eerdere verhitting, zodat deze door de celwand kan gaan die is samengesteld uit mycolzuren (vetzuren).

Later wordt het gekoeld met water, waardoor de vetzuren stollen en de kleurstof behouden blijft. Ten slotte wordt methyleenblauw toegevoegd om een ​​contrast te creëren tussen zuurvaste bacteriële cellen en cellen die dat niet zijn.

Stel het enzym urease samen

Verschillende soorten bacteriën die tot het geslacht Mycobacterium behoren, synthetiseren een enzym dat bekend staat als urease, dat de reactie katalyseert waarin ureum wordt gehydrolyseerd om ammoniak en kooldioxide te vormen.

Onder deze bacteriën kunnen Mycobacterium bovis, Mycobacterium africanum en Mycobacterium malmoense worden genoemd.

Groeitemperatuur

Afhankelijk van de soort mycobacterium varieert de groeitemperatuur. Wel kan gesteld worden dat de meeste van hen optimaal groeien bij een temperatuur van 37 ° C.

Evenzo zijn er uitzonderingen, bijvoorbeeld Mycobacterium marinum en Mycobacterium haemophilum hebben een temperatuur van 30 ° C nodig om zich te ontwikkelen, terwijl Mycobacterium thermoresistibile dat doet bij 52 ° C.

Pathogenie

Niet alle mycobacteriële soorten vormen een bedreiging voor levende wezens, vooral de mens.

Onder de mycobacteriën die strikt pathogeen zijn, kunnen Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae, Mycobacterium bovis en Mycobacterium africans worden genoemd.

Integendeel, er zijn er enkele die af en toe ziekteverwekkers zijn. Dit betekent dat ze bepaalde voorwaarden nodig hebben om een ​​pathologie te genereren, zoals immunosuppressie van de gastheer. Deze omvatten Mycobacterium xenopi, Mycobacterium abscessus en Mycobacterium chelonae.

Het pathogene proces van deze bacteriën is over het algemeen als volgt: de bacterie komt in de bloedbaan en onmiddellijk worden de afweermechanismen van het immuunsysteem geactiveerd, met name macrofagen. Dit zijn cellen die gespecialiseerd zijn in fagocytose van vreemde agentia.

Eenmaal in de macrofaag, door middel van verschillende biochemische overlevingsstrategieën, vermijdt de bacterie de dodelijke activiteit van lysosomen (een soort zakjes die lytische enzymen bevatten) en begint zich te vermenigvuldigen en te verspreiden om laesies in de verschillende weefsels te genereren.

Virulentiefactoren

Virulentiefactoren zijn elementen waarmee rekening moet worden gehouden bij de ontwikkeling van een bacteriële infectie, aangezien zij degenen zijn die het vermogen van een bacterie bepalen om een ​​gastheer binnen te dringen en enige pathologie te genereren.

In het geval van mycobacteriën hebben virulentiefactoren verschillende functies:

• Bevorder de intrede en reproductie van de bacteriën in gastheercellen.
• De natuurlijke afweermechanismen van de gastheer verstoren, zodat de bacteriën niet worden geschaad.

Onder de meest bekende en bestudeerde virulentiefactoren van mycobacteriën, kunnen we de cordonfactor, de sulfatiden en het lipo-arabische mannan noemen.

Referenties

1. Alderwick, L., Harrison, J., Lloyd, G. en Birch, H. (2015, augustus). De Mycobacteriële celwand - Peptidoglycaan en Arabinogalactaan. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. 5 (8).
2. Biologie van mycobacteriën. Verkregen van: fcq.uach.mx
3. Imperiale, B., Morcillo, N. en Bernardelli, A. (2007). Fenotypische identificatie van mycobacteriën. Biochemie en klinische pathologie. 71 (2). 47-51
4. Mycobacteriële infecties. Teruggeplaatst van: medlineplus.gov
5. Opgehaald van: microbewiki.com
6. Speciale uitgave: "Mechanisme van de pathogenese van Mycobacterium tuberculosis". Opgehaald van: mdpi.com
7. Verkregen uit: hygiëne. edu.uy